专利名称：一种能消除用电器待机能耗的智能插座的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及节电保护控制领域，尤其涉及一种能消除用电器待机能耗的智能插座。
背景技术：
目前，由于用电系统存在电力垃圾、过剩能耗以及用电设备待机能耗等问题，不仅 对用电设备产生破坏作用，而且还会使用电效率严重下降，造成电能资源的浪费。为了节约 电能资源并对各种用电设备进行保护，可在用电系统中安装各种类型的节电器或节电插座 来解决，这些节电器或插座均有其各自的功能特性，同时也存在各自的局限性，若仅使用任 何一种节电器或节电插座均不能达到最佳的节电效果以及对用电设备的有效保护作用，若 将多种类型的节电器或节电插座同时用在一个用电系统，又增加了用户的投资成本。另外， 随着电视等用电器越来越多，其耗电量急剧增加，这不仅体现在电视等用电器工作时的电 能损耗，还体现在电视及与其相连接的DVD机、功能播放器等设备在待机状态下的电能损 耗，最根本的方法是将这些用电器彻底与电源断开，方可彻底消除待机能耗，但是，由于电 视等设备的实际使用习惯及人们的认识问题，这几乎是不可能的，因此，电视等用电器的待 机能耗问题仍然无法得到有效解决，如何减少电器待机时的电耗且成本也低是业内亟待解 决的一个技术问题。
发明内容本实用新型为解决现有的节电装置不能消除电器待机能耗的技术问题，提供一种 能消除用电器待机能耗的智能插座。为解决所述技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种能消除用电器待机能 耗的智能插座，包括插座壳体、设置在该插座壳体上的并可与外部电器连接的插孔，该插孔 与外部包含火线、零线及地线的电源连接，其中，所述插孔包括主控插孔和受控插孔，还设 置有与该电源连接的节电保护控制电路，该节电保护控制电路包括电流互感器、相互并联 在所述火线和零线之间的瞬变浪涌抑制单元和主控模块，所述主控插孔、电流互感器和一 受控开关串联后再与所述主控模块并联。其中，所述受控插孔与所述主控插孔、电流互感器并联。其中，所述主控模块包括微处理器、包括第一采样放大电路和第二采样放大电路 的运算放大电路和与该微处理器连接的接收面板；所述第一采样放大电路的输出端与所述 微处理器的一个输入端连接，所述第二采样放大电路的输出端与所述微处理器的另一个输 入端连接，所述第一采样放大电路的输入端与所述电流互感器相连接。其中，所述第一采样放大电路包括采样电阻和运算放大器，所述第二采样放大电 路通过串联一隔离电阻与所述微处理器连接。其中，所述的外部电器为电视。与现有技术相比，本实用新型将瞬变浪涌抑制单元、主控模块和电流互感器等装置有机地结合在一起，实现了将各种节电器及节电插座的功能特性集成在一起并嵌入在插 座内，如应用于电视供电插座中，能有效地清除了瞬变、浪涌等电力垃圾，降低了这些电力 垃圾所引起的电耗增加，提高了整个用电系统的用电效率，降低了过剩电耗，其节电率可高 达30%、电力垃圾(瞬变、浪涌)清除率可达到35%以上。
以下结合附图和实施例对本实用新型作出详细的说明，其中
图1为本实用新型较佳实例的连接示意图；图2为本实用新型的工作流程图；图3为本实用新型较佳实例的电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种能消除用电器待机能耗的智能插座，包括插座壳体、设置在该插 座壳体上的并可与外部电器连接的插孔，该插孔与外部包含火线、零线及地线的电源连接， 插孔包括有主控插孔1和受控插孔2，还设置有与该电源连接的节电保护控制电路，该节电 保护控制电路包括电流互感器3、相互并联在火线和零线之间的瞬变浪涌抑制单元4和主 控模块5，主控插孔1、电流互感器3和一受控开关6串联后再与主控模块5并联，受控插孔 2与串联的主控插孔1、电流互感器3并联。当受控开关断开时主控插孔及受控插孔就会断 电，主控插孔和受控插孔的关系主控插孔控制着受控插孔是否断开电源，受控插孔只能无 条件的接受主控插孔的断开指令。主控模块5包括微处理器51、包括第一采样放大电路52和第二采样放大电路53 的运算放大电路、与该微处理器连接的接收面板54和延时控制器等；第一采样放大电路的 输出端与微处理器的一个输入端连接，第二采样放大电路的输出端与微处理器的另一个输 入端连接，第一采样放大电路的输入端与电流互感器相连接。微处理器51的PBO输入端与 接收面板输出端相连接，微处理器的PBl输入端与接收面板上设置的一指示灯相连接。第 一采样放大电路52包括采样电阻和运算放大器，第二采样放大电路53通过串联一隔离电 阻与微处理器连接。瞬变浪涌抑制单元4包括有两个压敏电阻，其一压敏电阻安装在火线 与地线之间，另一压敏电阻安装在零线与地线之间。电流互感器3用来获取主控插孔上的电流并经主控模块控制受控开关，电流互感 器3连接在主控插孔支路上并输出感应电流，该感应电流连接到第一采样放大电路的输入 端，由采样电阻进行采集并由运算放大器放大输入给微处理器，微处理器处理后可以控制 受控开关的继续连通或断开，当受控处于断开时微处理器接通受控开关的信号是要通过接 收面板的信号来决定的。微处理器还通过其输出接口与安装在插座壳体上的一指示灯相连接，通过指示灯 的亮灭能够直观地显示出当前的插座的工作状态。本实例采样电阻为百分之一精度的100 欧精密电阻，运算放大器采用的是LM358芯片，微处理器为AVR系列的ATMEGA8单片机，电 流互感器为ZMCT103系列互感器(南京择明电子有限公司的ZMCT103C互感器)。接收面板工作方式，程序里有个参数值T，A。从红外遥控器那接收过来的信息转 换为高低电平，timerl计算两个下降沿的时间间隔Tn与参数T比较，当满足Tn+A > T >Tn-A时，插座打开。侦测待机工作，通过检测主控的电流来判断主控是否进入待机时间，主控的电流 侦测是通过ADC采样然后求出电流均方根出来进行判断的，现在通过32k的采样频率，每
采出32个样以后通过Irms = ((Il X 11+...........+132 X 132)/32)的开方公式求出，当
Irms < I时就认为主控已经进入待机时间，这时单片机会自动关掉插座把主，受控的待机 功耗全部关掉从而可以把插座上的用电设备的待机功耗降为零。单片机采用10位AD转 换，这样子采样基准电压为+5V所以单片机的采样分辨率为5/1024约等于5mV。根据我们 测试出来的结果显示我们的方案采样精度满足要求。电源负载柜精度0.1级。测试方法， 电源负载柜输出线穿过我们样机的精密电流互感器回到电源负载柜的输入端，然后逐个调 处以下电流值，待机电流显示稳定后读取数值并记下读数。主控模块采用模块设计，通过一个电流互感器和一个采样放大电路可以检测出主 控插孔支路感应电流并传输给微处理器，由微处理器控制受控开关的继续连通或断开，从 而实现对主控插孔及受控插孔电源的通断处理，有效地消除了待机耗电的情况，例如，将电 视的电源插在主控插孔上，将DVD机、功能播放器等电源插在受控插孔上，当主控模块通过 电流互感器和采样放大电路检测到主控插孔上的电视机等设备关闭或待机时，等待一段延 时时间(如1分钟)后，通过延时控制器控制受控开关断开主控插孔和受控插孔上的电源， 使得主控插孔和受控插孔上的电视、DVD机、功能播放器等电源全部断开，从而消除了待机 电耗。通过检测主控插孔上的电流，可以判断连接在主控插孔上的工作状态，当检测到主控 插孔上的电视机等设备处于待机状态一段时间后，自动将受控开关断开，切断连接在主控 插孔和受控插孔上的电视、DVD机、功能播放器等设备，有效地消除了待机能耗。为了更清 楚地说明本实用新型的工作过程，如图2所示的流程图。本实用新型有效地抑制电网中的瞬变、浪涌等电力垃圾，提高了用电质量，保证了 电视机等设备的稳定运行，延长了电视机等设备的使用寿命，达到了对电视等设备的节电 和保护双重功效。以上结合较佳实施方式对本实用新型进行了具体描述，但是本技术领域内的技术 人员可以对这些实施方式做出多种变更或变化，这些变更和变化应落入本实用新型保护的 范围之内。
权利要求一种能消除用电器待机能耗的智能插座，包括插座壳体、设置在该插座壳体上的并可与外部电器连接的插孔，该插孔与外部包含火线、零线及地线的电源连接，其特征在于所述插孔包括主控插孔(1)和受控插孔(2)，还设置有与该电源连接的节电保护控制电路，该节电保护控制电路包括电流互感器(3)、相互并联在所述火线和零线之间的瞬变浪涌抑制单元(4)和主控模块(5)，所述主控插孔(1)、电流互感器(3)和一受控开关(6)串联后再与所述主控模块(5)并联。
2.根据权利要求1所述的智能插座，其特征在于所述受控插孔(2)与所述串联的主 控插孔(1)、电流互感器⑶并联。
3.根据权利要求2所述的智能插座，其特征在于所述主控模块(5)包括微处理器 (51)、包括第一采样放大电路(52)和第二采样放大电路(53)的运算放大电路和与该微处 理器连接的接收面板(54)；所述第一采样放大电路的输出端与所述微处理器的一个输入 端连接，所述第二采样放大电路的输出端与所述微处理器的另一个输入端连接，所述第一 采样放大电路的输入端与所述电流互感器相连接。
4.根据权利要求3所述的智能插座，其特征在于所述微处理器(51)的PBO输入端与 所述接收面板输出端相连接，所述微处理器的PBl输入端与所述接收面板上设置的一指示 灯相连接。
5.根据权利要求4所述的智能插座，其特征在于所述微处理器(51)还通过其输出接 口与安装在所述插座壳体上设置的一指示灯相连接。
6.根据权利要求4所述的智能插座，其特征在于所述第一采样放大电路(52)包括采 样电阻和运算放大器，所述第二采样放大电路(53)通过串联一隔离电阻与所述微处理器 连接。
7.根据权利要求6所述的智能插座，其特征在于所述采样电阻为100欧的精密电阻， 所述的运算放大器采用的是LM358芯片。
8.根据权利要求4所述的智能插座，其特征在于所述微处理器(51)为AVR系列的 ATMEGA8单片机，所述电流互感器(3)为ZMCT103系列互感器。
9.根据权利要求5至7任一项所述的智能插座，其特征在于所述瞬变浪涌抑制单元 (4)包括有两个压敏电阻，其一压敏电阻安装在火线与地线之间，另一压敏电阻安装在零线 与地线之间。
10.根据权利要求9所述的智能插座，其特征在于所述的外部电器为电视。
专利摘要本实用新型公开了一种能消除用电器待机能耗的智能插座，包括插座壳体、设置在该插座壳体上的并可与外部电器连接的插孔，该插孔与外部包含火线、零线及地线的电源连接，其中，所述插孔包括主控插孔和受控插孔，还设置有与该电源连接的节电保护控制电路，该节电保护控制电路包括电流互感器、相互并联在所述火线和零线之间的瞬变浪涌抑制单元和主控模块，所述主控插孔、电流互感器和一受控开关串联后再与所述主控模块并联。实现将瞬变浪涌抑制单元、主控模块和电流互感器等装置有机地结合在一起，实现了将各种节电器及节电插座的功能特性集成在一起并嵌入在插座内，在电视应用中节电率高达30％、电力垃圾清除率可达到35％以上。
文档编号H01R13/717GK201656144SQ20102012547
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月5日 优先权日2010年3月5日
发明者卢杰荣 申请人:湖北莱克斯特科技有限公司